JP2020157316A - 溶接チップの異常特定装置及び溶接チップの異常特定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明を適用した第1実施形態を説明する。
図1は、第1実施形態に係る溶接チップの異常特定装置50を備えた溶接ガン制御システム100の構成を示す図である。溶接ガン制御システム100は、図1に示すように、作業ロボット1と、作業ロボット制御部2と、溶接ガン3と、溶接ガン制御部4と、歪センサ5と、歪センサ制御部6と、信号前処理・記憶部7と、溶接状態判定部8と、溶接チップ異常判定部9と、溶接状態記録部10と、溶接状態出力部11と、溶接状態報知部12と、を備えて構成される。
次に、異常特定装置50で行う異常判定処理について説明する。図2は、異常特定装置50で行う異常判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
第1実施形態によれば、ワークWに対して溶接を行う少なくとも2つの溶接チップ31a,31bを有する溶接装置(作業ロボット1及び溶接ガン3)で、溶接後に生じた少なくとも2つの溶接チップ31a,31bの動作に対応する物理量(歪データ)を取得する物理量取得部(歪センサ5)と、取得した物理量をもとに、少なくとも2つの溶接チップ31a,31bのうち、異常が生じている溶接チップを特定する異常溶接チップ特定部(溶接チップ異常判定部9)と、を備えるので、少なくとも2つの溶接チップの動作に対応する物理量を用いることにより、溶接状態を把握でき、異常な溶接チップを特定できる。
本発明を適用した第2実施形態を説明する。第2実施形態では、加速度センサを更に用いることで、より高い精度で溶接状態の判定処理と「異常」な溶接チップの判定処理とを行う方法について説明する。
図4は、第2実施形態に係る溶接チップの異常特定装置50を備えた溶接ガン制御システム100の構成を示す図である。異常特定装置50は、図4に示すように、第1実施形態の構成に対して、加速度センサ13と、加速度センサ制御部14と、駆動データ取得部15と、を更に備えて構成される。以降、第1実施形態と異なる機能について説明する。
次に、異常特定装置50で行う異常判定処理について説明する。図5は、異常特定装置50で行う異常判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
第2実施形態によれば、溶接装置(作業ロボット1及び溶接ガン3)を駆動するための駆動データを取得する駆動データ取得部15を備え、異常溶接チップ特定部(溶接チップ異常判定部9)は、物理量(歪データ及び加速度データ)及び駆動データ(ロボット駆動データ及びガン駆動データ)をもとに、少なくとも2つの溶接チップ31a,31bのうち、異常が生じている溶接チップを特定するので、溶接状態をより確実に把握でき、異常な溶接チップをより確実に特定できる。
本発明を適用した第3実施形態を説明する。第3実施形態では、所定の溶接チップに異常がある場合、既存の溶接条件を異常の発生を抑制するための溶接条件に変更することで、溶接状態の異常の発生及び溶接チップの異常の発生を抑制する方法について説明する。
図7は、第3実施形態に係る溶接チップの異常特定装置50を備えた溶接ガン制御システム100の構成を示す図である。異常特定装置50は、図7に示すように、物理量取得部として加速度センサ13及び加速度センサ制御部14を用い、第2実施形態の構成に対して、制御信号修正部16を更に備えて構成される。以降、第2実施形態と異なる機能について説明する。
次に、異常特定装置50で行う異常判定処理について説明する。図8は、異常特定装置50で行う異常判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
第3実施形態によれば、異常溶接チップ特定部(溶接チップ異常判定部9)から特定結果(判定結果)を取得し、特定結果をもとに算出した溶接条件データを溶接装置(作業ロボット1及び溶接ガン3)の駆動を行う溶接装置制御部(作業ロボット制御部2及び溶接ガン制御部4)に送り、溶接装置を駆動するための制御値を可変させる制御値調整部(制御信号修正部16)を備えるので、溶着が生じにくくなる溶接条件への変更が可能となり、溶接の品質を向上できる。
本発明を適用した第4実施形態を説明する。第4実施形態では、所定の溶接チップに異常がある場合、異常の生じた溶接チップの表面を削る(チップドレス)処理を最適に行うことで、溶接チップの寿命を延ばす方法について説明する。
図9は、第4実施形態に係る溶接チップの異常特定装置50を備えた溶接ガン制御システム100の構成を示す図である。異常特定装置50は、図9に示すように、第3実施形態の構成に対して、チップドレッサー17と、ドレッサー制御部18と、を更に備えて構成される。以降、第3実施形態と異なる機能について説明する。
次に、異常特定装置50で行う異常判定処理について説明する。図10は、異常特定装置50で行う異常判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
第4実施形態によれば、異常溶接チップ特定部(溶接チップ異常判定部9)から特定結果(判定結果)を取得し、特定結果をもとに算出した溶接チップ31a,31bの研磨条件データを研磨装置(チップドレッサー17)の駆動を行う研磨装置制御部(ドレッサー制御部18)に送り、研磨装置を駆動するための制御値を可変させる制御値調整部(制御信号修正部16)を備えるので、溶接チップの摩耗量を最適化でき、溶接チップの寿命を向上できる。
本発明を適用した第5実施形態を説明する。第5実施形態では、所定の溶接チップに異常がある場合、溶接チップを交換する処理を最適に行うことで、結果的に溶接チップの寿命を延ばす方法について説明する。
図10は、第5実施形態に係る溶接チップの異常特定装置50を備えた溶接ガン制御システム100の構成を示す図である。異常特定装置50は、図10に示すように、第3実施形態の構成に対して、チップ交換装置19と、チップ交換制御部20と、を更に備えて構成される。以降、第3実施形態と異なる機能について説明する。
次に、異常特定装置50で行う異常判定処理について説明する。図12は、異常特定装置50で行う異常判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
第5実施形態によれば、異常溶接チップ特定部(溶接チップ異常判定部9)から特定結果を取得し、特定結果をもとに算出した溶接チップ31a,31bの交換条件データを交換装置(チップ交換装置19)の制御を行う交換装置制御部(チップ交換制御部20)に送り、交換装置を駆動するための制御値を可変させる制御値調整部(制御信号修正部16)を備えるので、溶接チップの交換を最適化でき、交換する溶接チップ量を減少でき、結果的に溶接チップの寿命を向上できる。
各実施形態では、作業ロボットによるスポット溶接を例に説明したが、作業ロボット及びスポット溶接以外にも適用可能である。例えば、本発明は、工場外のロボット以外のスポット溶接機、アーク溶接等の抵抗溶接以外の溶接作業等、幅広く利適用可能である。
1a…アーム部
2…作業ロボット制御部
3…溶接ガン
4…溶接ガン制御部
5…歪センサ
6…歪センサ制御部
7…信号前処理・記憶部
8…溶接状態判定部
9…溶接チップ異常判定部
10…溶接状態記録部
11…溶接状態出力部
12…溶接状態報知部
13…加速度センサ
14…加速度センサ制御部
15…駆動データ取得部
16…制御信号修正部
17…チップドレッサー
18…ドレッサー制御部
19…チップ交換装置
20…チップ交換制御部
31a…上側の溶接チップ
31b…下側の溶接チップ
32a…上側のシャンク
32b…下側のシャンク
33…アーム部の先端部
50…溶接チップの異常特定装置
100…溶接ガン制御システム
Claims (9)
- 被溶接部材に対して溶接を行う少なくとも2つの溶接チップ部を有する溶接装置において、溶接後に生じた前記少なくとも2つの溶接チップ部の動作に対応する物理量を取得する物理量取得部と、
前記物理量をもとに、前記少なくとも2つの溶接チップ部のうち、異常が生じている溶接チップ部を特定する異常溶接チップ特定部と、
を備えることを特徴とする溶接チップの異常特定装置。 - 前記物理量取得部は、前記少なくとも2つの溶接チップ部の動作に対応する歪データを取得する歪センサであって、
前記異常溶接チップ特定部は、
前記歪データにおける歪信号の波形及び前記歪信号の波形の変位方向をもとに、前記少なくとも2つの溶接チップ部のうち、異常が生じている溶接チップ部を特定することを特徴とする請求項1に記載の溶接チップの異常特定装置。 - 前記溶接装置を駆動するための駆動データを取得する駆動データ取得部を更に備え、
前記異常溶接チップ特定部は、
前記物理量及び前記駆動データをもとに、前記少なくとも2つの溶接チップ部のうち、異常が生じている溶接チップ部を特定することを特徴とする請求項1又は2に記載の溶接チップの異常特定装置。 - 前記駆動データは、前記少なくとも2つの溶接チップ部を異なるタイミングで駆動させる駆動データであり、
前記異常溶接チップ特定部は、
前記物理量及び前記異なるタイミングを含む前記駆動データをもとに、前記少なくとも2つの溶接チップ部のうち、異常が生じている溶接チップ部を特定することを特徴とする請求項3に記載の溶接チップの異常特定装置。 - 前記異常溶接チップ特定部から特定結果を取得し、前記特定結果をもとに算出した溶接条件データを前記溶接装置の駆動を行う溶接装置制御部に送り、前記溶接装置を駆動するための制御値を可変させる制御値調整部を更に備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の溶接チップの異常特定装置。
- 前記異常溶接チップ特定部から特定結果を取得し、前記特定結果をもとに算出した溶接チップの研磨条件データを研磨装置の駆動を行う研磨装置制御部に送り、前記研磨装置を駆動するための制御値を可変させる制御値調整部を更に備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の溶接チップの異常特定装置。
- 前記異常溶接チップ特定部から特定結果を取得し、前記特定結果をもとに算出した溶接チップの交換条件データを交換装置の制御を行う交換装置制御部に送り、前記交換装置を駆動するための制御値を可変させる制御値調整部を更に備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の溶接チップの異常特定装置。
- 前記物理量取得部は、
前記溶接チップ部、前記溶接チップ部を保持するシャンク部、前記溶接チップ部を装着するアーム部のうち少なくとも1つの部位に装着され、歪データを取得する歪センサ、加速度データを取得する加速度センサ、振動データを取得する振動センサ、変位データを取得する変位センサのうちいずれか1つ以上のセンサであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の溶接チップの異常特定装置。 - 溶接チップの異常特定装置で行う溶接チップの異常特定方法において、
被溶接部材に対して溶接を行う少なくとも2つの溶接チップ部を有する溶接装置で、溶接後に生じた前記少なくとも2つの溶接チップ部の動作に対応する物理量を取得するステップと、
前記物理量をもとに、前記少なくとも2つの溶接チップ部のうち、異常が生じている溶接チップ部を特定するステップと、
を行うことを特徴とする溶接チップの異常特定方法。
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JP7468418B2 (ja) | 2021-03-18 | 2024-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 溶着判定方法およびスポット溶接装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07303974A (ja) * | 1994-05-12 | 1995-11-21 | Honda Motor Co Ltd | 電極チップの溶着状態検出方法 |
JP2001170778A (ja) * | 1999-12-15 | 2001-06-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | スポット溶接ロボット |
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